IDENTIFIKASI KARTU ABSENSI MENGGUNAKAN KOMPUTER

Transkripsi

1 Berkala Fisika ISSN : Vol. 6, No. 2, April 2003, hal IENTIFIKASI KARTU ABSENSI MENGGUNAKAN KOMPUTER Suratni Agustinih, Sumariyah, Isnain Gunadi Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Jurusan Fisika UNIP Abstract A system of attendance card identification has been realized. The system can read identification that has characterized by eight holes suitable as much as number of used sensory. System of attendance card identification is arranged by using sensory connection that connected with PPI 8255 and computer slot. This system is conducted by software which was done by elphy program. This system has been realized and can be used for detecting attendance card. The output of this system is the form of attendance sheet that can be printed each month. PENAHULUAN Sekarang telah banyak peralatan yang bekerja secara otomatis dan terprogram. Peralatan tersebut mencakup mulai dari peralatan rumah tangga, instrumentasi hingga peralatan industri. Penggunaan sistem otomatis dengan komputer merupakan alternatif untuk dikembangkan, misalnya penggunaan alat bantu komputer untuk alat pengukur suhu, pengukuran kuat penerangan cahaya dan lain-lain. Fasilitas port masukan-keluaran memungkinkan untuk mengembangkan fungsi komputer menjadi lebih luas. Oleh karena itu penulis berusaha mengembangkan kegunaan komputer untuk perancangan program yang digabungkan dengan suatu rangkaian elektronika dengan kartu sebagai indikatornya yang dapat digunakan sebagai absensi. Perumusan masalahnya adalah bagaimana membuat kartu absensi, perangkat antar muka dan program untuk mengidentifikasi kartu tersebut dengan komputer. Tujuan penelitiannya adalah merancang dan merealisasi pendeteksi kartu absensi menggunakan komputer. Penelitian dititikberatkan pada rangkaian sensor optokopler, bahasa pemrograman elphi dan kartu. Kartu yang digunakan mempunyai 8 lubang dengan ukuran 7 x 4 cm serta jarak tiap lubang adalah 0,5 cm. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk memasyarakatkan sistem identifikasi kartu absensi. TEORI Sensor Teknik pengukuran listrik terutama digunakan untuk mengukur besaran-besaran listrik seperti arus, tegangan, dan tahanan, akan tetapi teknik ini dapat dipakai secara luas untuk mengukur besaran-besaran fisika dan kimia, setelah besaran-besaran itu diubah menjadi besaran-besaran listrik. Karena teknik pengukuran listrik hanya dipakai sesudah diubah menjadi besaran-besaran listrik, maka persoalannya adalah proses untuk mengubah besaran fisika dan kimia menjadi besaran listrik dan alat untuk mengubah ini disebut sensor. Pada penelitian ini penulis memakai sensor dengan memanfaatkan gejala fotoelektrik. Sensor Fotoelektrik Gambar 2.1 menunjukkan sebuah LE menggerakkan sebuah fototransistor. Setiap perubahan V S menghasilkan perubahan pada arus LE, yang merubah arus fototransistor Sebaliknya ini menghasilkan suatu perubahan tegangan pada terminal 23

2 Agustinih, Sumariyah, dan Gunadi Identifikasi Kartu kolektor-emiter. Karena itu, tegangan sinyal dikopel dari rangkaian output. V R Gambar 2.1 Optocoupler dengan LE dan fototransistor (Malvino, 1994) Keuntungan besar dari optokopler adalah adanya isolasi listrik (electrical isolation) antara rangkaian input dan output. (Malvino,1994) Light Emitting iode (LE) Pada dioda dibias maju, elektron pita konduksi melewati persambungan dan jatuh ke dalam lubang (hole). Pada saat elektron-elektron jatuh dari pita konduksi ke pita valensi, mereka memancarkan energi. Pada dioda penyearah, energi ini keluar sebagai panas. Tapi pada LE, energi dipancarkan sebagai cahaya (Malvino, 1994). Elektron yang jatuh kembali ke pita valensi melepaskan kembali energinya. Energi yang dilepaskan ini bisa berbentuk panas dan cahaya. engan memanfaatkan gejala ini dapat dibuat suatu sumber cahaya yang disebut Light Emitting iode. Energi yang dilepaskan pada peristiwa itu akan diubah menjadi energi optik dalam bentuk foton. Besar energi foton yang dipancarkan adalah : E = h.f (2.1) dengan h adalah konstanta Plank (6,626 x joule detik) f adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan (Hz) engan demikian panjang gelombang yang dipancarkan adalah (Thomas, 1995): λ = h.c/ E g (2.2) dengan λ adalah panjang gelombang cahaya (meter) c adalah kecepatan cahaya ( /s) R V h adalah konstanta Plank (6,626x10-14 Joule detik) E g adalah Energi gap (Joule) Cahaya yang dihasilkan oleh LE, tergantung pada bahan pembuatnya. Panjang gelombang dipancarkan bergantung pada besar energi gap (Eg). Energi gap adalah energi yang dibutuhkan elektron untuk pindah dari pita valensi ke pita konduksi. Besarnya energi gap ini tergantung pada bahan pembuat LE. Sebagai contoh Gallium Arsenide (GaAs) yang memiliki Eg = 1,35 ev. Tabel 2.1 Komposisi bahan LE (Hewlett, 1997). Komposisi led Panjang Warna Gelombang (nm) GaAs 940 IR GaAs: Si 930 IR GaAs: Zn 905 IR GaAs 850 IR GaP:Zn 699 Red Ga 0,5 Al 0,5 As 670 Red GaAsP 660 Red GaAs 0,35 P 0,65 : N 632 Orange GaAsP 620 Orange GaAs 0,5 P 0,5 610 Amber GaP: NN 590 Yellow Sic 590 Yellow GaAs 0,15 P 0,85 : N 589 Yellow GaP 575 Yellow Gap: N 570 Green Pada penelitian ini penulis menggunakan LE infra merah yang mempunyai panjang gelombang 9000 Å. Cahaya dengan panjang gelombang ini mempunyai energi gap 1,35 ev yang merupakan energi gap Gallium Arsenide (GaAs). Pada tabel 2.1 memperlihatkan komposisi dari bahan led dan warna yang dipancarkannya (Thomas,1995) Fototransistor Sebuah transistor dengan basis terbuka mempunyai arus kolektor yang kecil karena panas yang dihasilkan oleh pembawa muatan minoritas dan arus bocor permukaan (gambar 2.1a). 24

3 Berkala Fisika ISSN : Vol. 6, No. 2, April 2003, hal engan membuka sedikit sambungan (junction) kolektor untuk diberi cahaya, pabrik dapat membuat fototransistor, suatu transistor yang lebih sensitif terhadap cahaya. Arus balik yang dihasilkan pembawa muatan ini sebagai sumber arus ideal yang dipasang paralel dengan sambungan(junction) kolektor-basis dari sebuah transistor yang ideal (gambar 2.1b). Karena kawat penghubung basis terbuka, semua arus balik diperkuat ke dalam basis dari transistor. Hasil dari arus kolektor adalah (Malvino, 1994). I CEO = β dc I R.. (2.3) ikatakan bahwa arus kolektor lebih tinggi daripada arus balik semula dengan faktor β dc. ioda kolektor sensitif baik terhadap cahaya maupun terhadap panas. Pada fototransistor (gambar 2.1c), cahaya lewat melalui sebuah jendela dan bertemu pada sambungan kolektor-basis. Jika intensitas cahaya bertambah, I R bertambah, demikian juga I CEO. komputer dilakukan dengan dua cara yaitu secara serial dan paralel (Link, 1993) R WR A0 A1 RESET CS Gambar 2.2. Konfigurasi PPI 8255 (Marjuki, 1998) Komponen anrtarmuka yang agak kompleks untuk memberikan data secara paralel adalah komponen 8255 dari intel. IC 8255 ini disebut juga Programmable Pheripheral Interface karena berfungsi untuk antarmuka paralel yang dapat diprogram. Konfigurasi dari PPI 8255 ditunjukkan pada gambar 2.2. Pada dasarnya PPI 8255 terdiri dari tiga saluran (port) dan berfungsi sebagai masukan atau keluaran (I/O) masing-masing terdiri dari 8 bit. Ketiga port tersebut diberi label PA, PB, dan PC (Kanton, 1997). PPI 8255A PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC ope Vcc R I R Vcc Rc a b c Vcc Rc Gambar 2.1(a) Transistor dengan basis terbuka (b) arus balik paralel dengan dioda kolektor (c) fototransistor (Malvino, 1994) Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 Jika hendak menghubungkan piranti peripheral dengan komputer, diperlukan suatu alat komunikasi yang dikenal dengan istilah antarmuka (interface). Komunikasi input/output (I/O) antara sistem di luar komputer dengan sistem Pengalamatan PPI 8255 PPI 8255 memerlukan empat buah alamat dengan memanfaatkan kombinasi dua jalur alamat yaitu A0 dan A1 seperti ditunjukkan pada tabel 2.3 Tabel 2.3. Arah data menurut alamat dan sinyal R, WR, dan CS A1 A0 R WR CS Arah ata Operasi Input (Read) Port A ke data bus Port B ke data Bus Port C ke data bus Operasi Output (Write) ata bus ke port A ata bus ke port B ata bus ke port C ata bus ke kendali Operasi yang cacat X X x X 1 ata bus ke penyangga 25

4 Agustinih, Sumariyah, dan Gunadi Identifikasi Kartu Kondisi illegal X X ara bus ke penyangga Pemrograman PPI 8255 PPI 8255 dapat diprogram dalam bentuk 3 mode yaitu mode 0, mode 1 dan mode 2. Mode merupakan pemilihan atau inisialisasi dari pintu untuk masukan atau keluaran data. PPI 8255 terdiri dari 3 pintu yang dapat diprogram untuk input maupun output. Untuk menggunakannya, terlebih dahulu harus memprogram atau menginisialisasi pintu pintu tersebut sebagai input atau output dan mengirimkannya ke register kontrol (Arianto, 1994). Untuk inisialisasi PPI 8255 harus diberikan data yang menunjukkan pilihan fungsi masing masing pintu. Format pengisian data ke register kata perintah adalah sebagai berikut : Tabel 2.. Pengaturan pada port kontrol PPI 8255 (Sugianto, 1992) Grup B Port C (bawah) 1 = masukan 0 = keluaran Port B 1 = masukan 0 = keluran Pilihan mode 1 = mode 1 0 = mode 0 Grup A Port C (atas) 1 = masukan 0 = keluaran Port A 1 = masukan 0 = keluran Pilihan mode 00 = mode 0 01 = mode 1 1x = mode 2 Mode set flag 1 = aktif Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan dalam skripsi ini adalah bahasa pemrograman Borland elphi. Berikut penulis akan membahas bahasa pemrograman ini. elphi adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menyusun program aplikasi yang didasarkan pada bahasa pemrograman Pascal dan bekerja di dalam lingkungan sistem operasi Windows. Melalui pemrograman elphi ada banyak hal kemudahan-kemudahan yang dapat dirasakan oleh programmer, diantaranya delphi menggunakan komponenkomponen yang dapat menghemat penulisan program. Karena dengan delphi user tidak perlu lagi repot membuat windows, kotak dialog maupun perangkat kontrol lainnya, karena semua komponen tersebut sudah disediakan oleh delphi. Secara garis besar tampilan bidang kerja elphi terdiri atas tiga bagian utama yaitu Jendela Utama, Object Inspectro, dan Editor. Jendela utama terdiri atas baris menu, toolbar, dan komponen pallete. Object inspector menyediakan 2 kelompok pengaturan komponen, yaitu properties dan event. Editor yang disediakan ada dua buah, yaitu form dan editor dan code editor sering disebut dengan editor saja (joko, 1996). METOE PERANCANGAN iagram Blok Sistem Untuk perancangan dan realisasi perangkat dalam Tugas Akhir ini terlebih dahulu harus mengetahui perilaku sistem pada umumnya yang ditunjukkan oleh perangkat penyusunnya, sehingga akan memperjelas perilaku sistem seperti yang diharapkan dalam tujuan awal pembuatan Tugas Akhir ini. iharapkan alat akan mempunyai kriteria sebagai berikut : 1.Mampu mendeteksi kartu. 26

5 Berkala Fisika ISSN : Vol. 6, No. 2, April 2003, hal Mampu menampilkan database program. iagram Blok alat diperlihatkan pada Gambar 3.1 Gambar 3.1. iagram Blok Sistem Sensor yang digunakan dalam sistem ini adalah sensor optokopler yang dirangkai dengan IC CMOS (4584). Sensor akan aktif jika komputer (interface dan dekoder) diaktifkan dan akan mendeteksi kartu yang masuk, kemudian komputer akan membaca dan menampilkan hasil atau data yang sudah terdeteksi oleh sensor. Rancangan dan Realisasi Kartu Kartu yang digunakan dibuat dari mika dengan ukuran 7 x 4 cm dan terdapat 8 lubang dengan jarak antar lubang harus sesuai dengan jarak tiap sensor yaitu 0,5 cm. ari 8 lubang tersebut dapat dibuka dan ditutup maka terdapat 256 kombinasi yang selanjutnya dapat digunakan sebagai kartu absensi sejumlah 256 orang. 7 cm 4 cm Komputer PPI 8255 dan IC 74HC688 Kartu Sensor Optokopler SURATNI AGUSTINIH J Jika kartu tertutup mempunyai biner 0 dan terbuka mempunyai biner 1 sehingga kartu di atas mempunyai bilangan biner jika dibuat desimal menjadi = 30. Jadi kartu di atas mempunyai nomor identitas 30 dengan data yang ada didalamnya Nama Suratni Agustinih, NIP J Rancangan dan Realisasi Sensor Untuk mendeteksi kartu absensi digunakan sebuah sensor cahaya yaitu optokopler. Optokopler atau optoisolator merupakan gabungan LE (light emitting diode) dengan fotodioda atau fototransistor. Optokopler tersebut terdiri dari dua bagian yaitu LE sebagai sumber cahaya dan fototransistor sebagai penerima cahaya (Watson, 1990). Optokopler yang digunakan berjumlah 8 buah. Hal ini sesuai dengan jumlah lubang pada kartu. Ketika lubang tertutup maka cahaya yang dikirimkan dari LE sebagai sumber cahaya ke fototransistor terhalangi sehingga menimbulkan suatu pulsa. Untuk memastikan keluarannya adalah logika rendah atau tinggi maka ditambahkan suatu IC yang berisi gerbang NOT Schmitt yang berfungsi menghilangkan derau yang mungkin terjadi. Keluaran sensor berupa logika tinggi (1) dan rendah (0) digunakan sebagai masukan logika pada komputer. Keluaran dari sensor dalam keadaan sensor tidak terhalang (terbuka) adalah rendah (0) dan dalam keadaan terhalang adalah tinggi (1) Gambar 3.2. Rancangan Kartu Keterangan Gambar : : Lubang yang tertutup : Lubang yang terbuka 27

6 Agustinih, Sumariyah, dan Gunadi Identifikasi Kartu Gambar 3.2. Rangkaian Sensor Rancangan Antarmuka Perangkat antarmuka yang dibuat bertujuan untuk mengukur masukan tegangan listrik dari keluaran sensor cahaya (fototransistor). Sensor cahaya berfungsi mengubah besaran cahaya ke bentuk tahanan listrik atau tegangan. Selanjutnya sinyal listrik atau tegangan tersebut diteruskan ke mikrokomputer untuk diproses melalui komponen utama PPI (Programmable Peripheral Interface) yaitu IC PPI Komponen komponen dasar yang dibutuhkan dalam pembuatan perangkat keras antarmmuka adalah Rangkaian IC PPI 8255 dan Rangkaian pengalamatan dengan IC 74HC688. Rangkaian PPI 8255 Komponen utama interface yang digunakan adalah PPI PPI 8255 digunakan untuk diprogram sebagai input atau output. Mode-mode yang disediakan dalam pengoperasian PPI 8255 dapat dipilih dengan memformat kata kendali (control word) yang ditujukan pada PPI 8255 (sesuai gambar 2.7). Pembentukan format dari kata kendali pada sistem pendeteksi kartu ini menggunakan mode 0. Format control word yang harus dimasukkan untuk mengatur PPI 8255 adalah sebagai berikut : Jadi kata kendali untuk sistem ini adalah ( ) 2 = $92 Keterangan : 0: PC0-PC3 : 0 = keluaran 1: PB0-PB7 : 1 = masukan 2: mode : 0 = mode 0 3: PC4-PC7 : 0 = keluaran 4: PA0-PA7 : 1 = masukan 5, 6 : mode : 00 = mode 0 7: mode set flag: 1 = aktif Rangkaian ekoder 74HC688 Untuk pembuatan program, alamat yang digunakan sesuai alamat prototype card ($300 - $303). IC 74HC688 ini digunakan sebagai dekoder yang akan mengirim sinyal clock ke CS yang menandakan bahwa PPI dapat digunakan untuk mengirim atau menerima data. Apabila diberi sinyal rendah IC 8255 dapat berfungsi. Sedang sinyal tinggi membuat IC dalam keadaan tidak dapat dioperasikan. IC ekoder ini terdiri dari 20 pin, yang masing-masing fungsinya sebagai berikut : 1.Pin 1 = AEN,Pin 19=(P=Q) sebagai keluaran ke CS di IC 8255, Pin 20 = GN. 2.Pin 2,4,6,8,11,13,15,17 = digunakan sebagai P0-P7. 3.Pin 3,5,7,9,12,14,16,18 = digunakan sebagai Q0-Q7. P E N G U J I A N Pengujian Sensor Pengujian sensor dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran sensor. Jika sensor tertutup maka tidak ada cahaya yang masuk pada fotodioda sehingga tidak ada arus balik dari fotodioda dan keluaran sensor akan 28

7 Berkala Fisika ISSN : Vol. 6, No. 2, April 2003, hal menghasilkan nilai tegangan 0,4 volt (logika 0) dan jika sensor terbuka maka ada arus balik dari fotodioda yang akan diteruskan ke LE sehingga keluaran sensor menghasilkan nilai tegangan 4,4 volt (logika 1). Hasil pengujian yang didapatkan diperlihatkan pada tabel 4.1. Tabel 4.1. Hasil pengukuran tegangan keluaran sensor Sensor Keadaan Tegangan (volt) 1 Buka 4,4 2 Tutup 0,4 3 Tutup 0,4 4 Buka 4,4 5 Buka 4,4 6 Tutup 0,4 7 Tutup 0,4 8 Buka 4,4 ari tabel tersebut jika sensor tertutup menghasilkan tegangan 0,4 volt dan sensor terbuka menghasilkan tegangan 4,4 volt. Jadi rangkaian sensor dapat dikatakan bekerja dengan baik. Pengujian PPI 8255 Untuk melakukan pengujian terhadap rangkaian antarmuka (PPI 8255) dilakukan dengan memasukkan 8 bit data biner melalui program. Selanjutnya CPU pada komputer akan menghubungi alamat yang bersesuaian dari antarmuka dan menyalurkan 8 bit data. Kemudian 8 bit data keluaran dari rangkaian antarmuka ditampilkan melalui LE. Hasil pengujian untuk PPI 8255 ini seperti diperlihatkan pada tabel 4.2. ari tabel terlihat nilai keluaran dari antarmuka dengan waktu tunda (delay) selama 1 sekon yang merupakan jangka waktu penyalaan antara LE yang satu dengan LE yang lainnya dari 8 LE yang ada. Tabel 4.2. Hasil Pengujian PPI 8255 dengan LE ata ata Masukan Masukan (Heksadesi (Biner) mal) $01 $03 $07 $0F $1F $3F $7F $FF Keluaran PPI (LE menyala) 1 1,2 1,2,3 1,2,3,4 1,2,3,4,5 1,2,3,4,5,6 1,2,3,4,5,6,7 1,2,3,4,5,6,7,8 engan menyalakan 8 LE sebagai display dari data PPI 8255 membuktikan bahwa PPI berfungsi dengan baik. Pengujian Kartu dan Sensor Untuk pengujian kartu dan sensor yang terpadu dengan program diambil sampel lima kartu yang mempunyai identitas berbeda kemudian kartu dimasukkan dalam sensor, inisialisasi port dengan port A sebagai masukan dan komputer akan membaca identitas nomor kartu tersebut. Kartu siap dipakai jika pembacaan nomor kartu oleh komputer sesuai dengan masukan kartu, tetapi jika tidak sesuai maka ada kemungkinan jarak tiap lubang pada kartu tidak sesuai dengan sensor dan kartu belum siap dipakai. Hasil pengujian kartu dan sensor yang terpadu dengan program dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3. Pengujian Kartu Lubang Kartu ke Identi tas Kartu T T T T T B T B 5 T T T T B T B T 10 T T T T B B B B 15 T T T B T B T T 20 T T T B B B B T 30 Hasil pengujian kartu ini sesuai dengan yang diharapkan sehingga dapat dikatakan kartu dan sensor siap dipakai 29

8 Agustinih, Sumariyah, dan Gunadi Identifikasi Kartu Pengujian Sistem Lengkap Pengujian sistem lengkap adalah pengujian secara terpadu kartu, perangkat antarmuka, perangkat lunak dan komputer. Perangkat lunak ini dibuat untuk absensi karyawan. Adapun nomor kartu, NIP, nama dosen sudah tersimpan dalam sebuah database dengan nama file IOata.pas sedangkan jam datang akan terisi pada saat kartu teridentifikasi pertama kali dan jam pulang terisi pada saat kartu teridentifikasi untuk yang kedua kali pada hari yang sama. aftar absensi dapat dilihat seperti print-out dalam tabel 4.5. KESIMPULAN AN SARAN Kesimpulan 1. Sistem pengidentifikasi kartu absensi menggunakan komputer telah dibuat dan bekerja dengan baik. 2. Keluaran yang dihasilkan dari sistem ini berupa data absen yang dapat dicetak per bulan. 3. Sistem dapat membaca identitas kartu yang mempunyai ciri dengan 8 digit dan hasilnya ternyata cocok dengan database. Saran 1. Sistem dapat dikembangkan sehingga setiap kartu terjamin keamanannya dengan menggunakan Hologram. 2. Tugas akhir ini dapat dikembangkan untuk merekap nilai semester, identifikasi kartu perpustakaan dan lain-lain. AFTAR PUSTAKA joko, P., 1996, Belajar Sendiri Pemrograman elphi,. Jakarta, PT Elex Media Komputindo. Farid M., 2000, Pembuatan Alat ukur Periode Ayunan Matematis Secara igital, Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas iponegoro, Semarang. Kanton L.T., 1997, Otomatisasi Pengukuran Tekanan Udara dengan Menggunakan Komputer Pribadi (PC), Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, epok. Link, W., 1993, Pengukuran, Pengendalian dan Pengaturan dengan PC, Jakarta, PT Elex Media Komputindo. Malvino, A.P., 1994, Prinsip-Prinsip Elektronika, Jilid 2, cetakan ketiga, Jakarta, Erlangga. Sugianto, W., 1992, PPI Card IBM PC, Majalah Mikrodata Seri 8, Jakarta, PT Elek Media Komputindo. Thomas S.W., 1995, Optoelectronika,Komunikasi Serat Optik,Yogyakarta, Andi Offset. Tompkin, J.Wilis and John Webster G., 1992, Interfacing Sensor to IBM PC, Prentice Hall. Tabel 4.5. Print out pengujian sistem lengkap aftar Hadir Bulan : MEI 2002 Tgl No NIP Nama Jam atang Jam Pulang Sri 12:52:13 PM 12:52:19 PM wi 10:50:55 PM 12:10:43 AM ian 10:22:14 AM 10:23:25 AM Safrudin 9: 52:35 PM 10:15:16 PM 30